激光熔覆原位自生TiC增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.     

9SiCr工具钢表面激光熔覆合金的组织与性能

使用CO2激光器对9SiCr工具钢表面进行Co基和Ni基合金熔覆处理,X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了激光合金熔覆层的相组成和显微组织;显微硬度计对合金熔覆区的显微硬度进行测量·结果表明,合金熔覆层在微观结构上存在熔覆区、结合区和基体热影响3个区域·Co基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物,Ni基合金熔覆区相组成为奥氏体+铁素体+碳化物+金属间化合物·Ni基合金熔覆层的显微硬度约为Co基的2倍     

激光熔覆制备Fe-Si合金涂层显微组织分析

在碳钢表面预置3Fe/Si混合粉末和Fe3Si粉末,采用激光熔覆技术制备Fe3Si金属间化合物涂层.利用扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪和X射线仪对熔覆层组织进行分析,测试其显微硬度.结果发现,熔覆层与基体冶金结合良好,熔覆层组织主要由γ-Fe和Fe3Si金属间化合物组成.Fe3Si相的形态主要呈现为规则的多边形等轴晶和不规则的等轴晶.Fe3Si涂层组织比3Fe/Si涂层均匀细化,且硬度也比较高.     

氩弧熔覆制备25Ni-10Zr-10Mo-15WC-40B4C复合涂层组织及耐磨性

零件表面改性技术,是提高其使用寿命的重要方法之一,以Ni粉、Zr粉、Mo粉、WC粉和B4C粉为原料,采用钨极氩弧熔覆工艺在Q235钢表面原位合成了(Fe,Mo,W)2B,(Fe,Mo,W,Zr,Ni)(B,C),(Zr,Mo,W,Fe)C0.7增强α-Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)等分析手段对熔覆层的显微组织和物相进行分析,采用显微硬度测试计和摩擦磨损实验机对熔覆层的硬度及其耐磨性进行测试。结果表明:熔覆层与Q235钢基体呈良好的冶金结合,未见气孔、裂纹等缺陷。其增强相颗粒有大的圆块状、不规则长条状和小的八面体状弥散均匀地分布于基体当中;部分八面体小颗粒镶嵌在大颗粒上。复合涂层区域平均显微硬度约13.7 GPa,最高可达14.6 GPa;在室温干滑动磨损实验条件下,熔覆层呈现优异的耐磨性,其耐磨性约为基体Q235钢的20倍。     

等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料, 采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度. 使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为. 结果表明: 材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层＞0Cr13Ni5Mo＞1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

激光熔覆NiCrAl-陶瓷涂层的显微组织研究

运用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了(TiO-2+B-2O-3+Al-2O-3+TiB-2)/NiCrAl金属陶瓷涂层,其中的TiB-2和Al-2O-3陶瓷颗粒在激光加工过程中原位反应生成;对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了分析研究;熔覆层中的主相依次分别是γ|Ni,γ′,Al-2O-3和TiB-2,熔覆层的微观结构和硬度主要和激光处理参数和熔覆层化学组成有关［1～9］;陶瓷相的原位生成和加入,大大改善了熔覆层的硬度和覆层/基体界面的结合性能。     

原位合成NbC及Nb/C比对Ni-Si体系组织的影响

利用激光熔覆技术,以Ni、Si、Nb和C元素粉末为原料,改变[Nb C]加入量及Nb和C之间的相对量,在高温合金表面原位合成NbC/Ni3Si基复合材料涂层.借助金相显微镜,X射线衍射仪对涂层组织进行分析.结果表明,熔覆层由-γNi固溶体、Ni3(Si,Nb)和NbC组成.衍射图中NbC峰的出现证明在激光熔覆过程中NbC强化相可以由Nb和C直接原位反应形成.当NbC的质量分数增加时,熔覆层的枝晶组织明显变细,主要以树枝状、等轴晶的形态存在.当NbC的质量分数一定,Nb相对量较多时,枝晶间形成弥散分布的富Nb增强相Nb3Ni2Si,增强了熔覆层的强度,另一方面还阻止晶粒长大使熔覆层组织细化;当C元素相对过量时,会以游离态的形式析出,从光学显微组织观察发现对晶粒有细化效果.     

钛基体激光直接熔覆ZrO 2涂层实验研究

采用激光同轴送粉工艺在钛基体上直接熔覆ZrO2陶瓷涂层,研究不同工艺参数对单道熔覆层熔覆质量的影响规律;采用光学显微镜观察陶瓷涂层的微观组织,并采用电子探针技术分析基体和ZrO2陶瓷结合区成分分布;利用XRD分析激光熔覆前后ZrO2陶瓷物相变化情况.结果表明:在一定的功率范围内,熔覆层宽度受激光功率的影响不大,熔覆层高度和基体熔化深度随工艺参数的变化呈现一定的规律性;ZrO2和Ti基体结合区形成很好的成分梯度渐变过渡,陶瓷微观组织为细小的枝状晶组织;激光熔覆ZrO2陶瓷后,单斜相(m相)衍射峰强度相对减弱.     

20Cr13钢表面激光熔覆铁/镍基合金熔覆层的组织与性能研究

针对提高20Cr13不锈钢的表面性能,采用激光熔覆技术在基体表面制备M2铁基和Ni60A镍基合金熔覆层;通过使用光学显微镜、显微硬度计以及电化学工作站对两种熔覆层进行金相组织、显微硬度和电化学腐蚀性能差异性研究;结果表明:铁基、镍基熔覆层与基体结合界面均有明显的白亮带,无气孔、裂纹等缺陷;铁基涂层微观组织主要由等轴晶和胞状晶组成,镍基涂层微观组织主要由和树枝晶组成;铁基涂层的显微硬度为541.7 HV,镍基涂层的显微硬度为592.3 HV,约为基体显微硬度(220.7 HV)的2～3倍;铁基、镍基涂层均与20Cr13钢基体表面形成了较好的冶金结合,二者表面硬度均有了有显著提升,在熔覆区采用Ni60A镍基材料时的显微硬度要比采用M2铁基材料时的显微硬度高,而在热影响区部位两者显微硬度相差不大;铁基涂层的自腐蚀电位(-0.21 V)略高于镍基涂层的自腐蚀电位(-0.23 V),铁基涂层的耐腐蚀性优于镍基涂层。     

工艺参数对钛合金表面激光熔覆NiCrTiC涂层组织性能影响

利用激光熔覆工艺在TC4表面制备出原位自生TiC陶瓷颗粒增强Ni基复合材料涂层.利用OM、XRD、SEM、EDS、EPMA对涂层组织结构进行了研究.结果表明:当激光比能为12.5 kJ/cm2时,可获得优异的复合涂层;复合涂层中以TiC为主的陶瓷颗粒增强相弥散地分布在-βTi和-γNi两相固溶体中;涂层显微硬度比基体显著提高.     

原位合成TiC-TiB_2复合涂层的组织结构及耐磨性

以Ti粉、B4C粉和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出以TiC和TiB2颗粒为增强相的原位自生金属基复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.实验结果表明:涂层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;氩弧熔敷层组织是由弥散分布的TiC、TiB2颗粒和α-Fe基体组成,TiC呈八面体或花瓣枝晶状,TiB2呈六边形或棒状.涂层中随着B4c质量分数的增加,TiB2由短棒状或六边形变为棒状,TiC的质量分数也随之增加.具有较多棒状TiB2的涂层,其硬度最高、摩擦系数最小,耐磨损性能最好.     

Incorporation of nano/micron-SiC particles in Ni-based composite coatings towards enhanced mechanical and anti-corrosion properties

Ni-based composite coatings incorporated with nano/micron SiC particles were fabricated via electrochemical co-deposition in Watts bath,followed by the evaluation of their mechanical and anti-corrosion properties.The micrographic observations suggest that the SiC particles with various sizes can be well incorporated to the Ni substrate.X-ray diffraction(XRD)patterns indicate that SiC particles with smaller sizes could weaken the preferential growth of Ni along(200)facet.In addition,it is found that the incorporated SiC particles with medium micron sizes(8 and 1.5μm)could significantly enhance the micro-hardness of the Ni composite coatings.Nevertheless,electrochemical measurements demonstrate that micron-sized SiC particles would weaken the corrosion resistance of Ni composite coatings ascribed to the structure defects induced.In contrast,the combined incorporation of nanosized(50 nm)SiC particles with medium micron(1.5μm)ones is capable of promoting the compactness of the composite coatings,which is beneficial to the long-term corrosion resistance with negligible micro-hardness loss.     

基体偏压对CrTiAlN镀层摩擦磨损性能的影响

应用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在高速钢和单晶硅基体上制备了一组随基体偏压变化的CrTiAlN梯度镀层,并测试了其摩擦学性能。结果表明,随偏压的增大,镀层的厚度、硬度、膜基结合强度和耐磨性能表现出先升后降、摩擦系数较低、具有良好的韧性;在-75 V左右偏压下沉积的镀层具有最佳的综合性能。通过XRD、SEM的分析表明,由CrN、TiN、AlN、Cr和Ti2N等微晶组成的复合镀层,晶粒细小,属于纳米级颗粒,从而使镀层具有良好的摩擦学性能。     

Rapid directionally solidified microstructure characteristic and fracture behaviour of laser melting deposited Nb–Si–Ti alloy

Aiming at achieving fine and directionally-solidified microstructure of Nb-Si based alloy,Nb,Si and Ti powder particles were utilized as the raw materials,and laser melting deposition(LMD) experiments were conducted with1500 W and 2000 W laser power,respectively.The microstructure characteristic,micro-hardness,and indentation fracture toughness were examined by scanning electron microscope(SEM),X-ray energy dispersive spectrometer(XEDS) and X-ray diffraction(XRD).The results showed that the two kinds of as-deposited Nb-17 Si-23 Ti alloy samples were mainly composed of Nbss,(Nb,Ti)3 Si and Ti-rich Nbss,and the microstructure presents rapid directionally-solidified characteristic,in which the 100 crystallographic direction of Nbss and 110 crystallographic direction of(Nb,Ti)3 Si tend to be parallel to the LMD building direction.With the laser power increasing from 1500 W to 2000 W,the microstructure became more oriented and homogeneous.For the sample at 2000 W,the dendrite spacing was only about 1-2 μm,and Nbss and(Nb,Ti)3 Si couples grow alternately and they are parallel to the building direction strictly.In the meantime the micro-hardness and indentation fracture toughness reached 1075 HV and 20.3 MPa·m~(1/2),respectively,indicating significant improvement by the directional growth of fine Nbss and(Nb,Ti)3 Si phases,and the dimple fracture mode of the Nbss dendrites.     

多弧离子法制备的Ti(C,N)微结构随C_2H_2/N_2流量比变化的研究(英文)

用多弧离子法在高速钢(W18Cr4V)基底上沉积了Ti(N,C)薄膜,并运用SEM、XRD、XPS对该膜微观结构随进气流量比r=C_2H_2/N_2变化的情况进行了测试和分析。结果表明薄膜随r增加趋于致密,在r值较小时呈现较强的(111)择优取向,随着r值增大,(111)这一取向逐渐变弱,(220)取向渐强,薄膜呈现典型面心立方结构,主要成分为复合相Ti(N,C),膜含有少量石墨相成分存在。     

掺铬类石墨薄膜摩擦学性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术,以电流控制方式在高速钢和硅基底上制备了不同C r含量的C/C r类石墨薄膜,测量了类石墨膜的显微硬度、膜基结合强度、摩擦系数和比磨损率,分析了薄膜的相结构,观察了薄膜的表面和断面形貌。结果表明:所制备的类石墨薄膜随C r含量的增高,硬度逐渐降低,结合强度先增后降,摩擦系数和比磨损率则先降后升;类石墨膜是含有多种纳米晶的非晶结构;金属元素C r含量影响了类石墨碳膜的表面形貌和组织结构。当C r含量在0.5%~2.5%时,薄膜表面光滑而结构致密,摩擦系数小且比磨损率低,膜基结合强度高,具有良好减摩耐磨性能。     

45^#钢多弧离子镀硬质涂层的耐磨性

相同工艺条件下，在45＃钢表面多弧离子镀CrN,TiN,(Zr,Ni)N和TiN Ti(C,N)硬质涂层，利用磨损失重法及划痕试验评价了不同涂层的耐磨性，结果表明，CrN涂层具有最优异的耐磨性，另外，利用SEM和XRD分别研究了CrN涂层／45＃钢的剖面形貌和CrN涂层的相组成。     

金属有机化合物化学气相淀积含钛硬质涂层的性能研究

在用文题淀积方法制备出氮化钛、碳氮化钛和碳氮氧化钛硬质涂层的基础上,用表面分析手段分别进行了成分、结构分析、形貌观察和硬度测定。结果表明:以二乙胺基钛为原料可分别在773K和973K淀积氮化钛和碳氮化钛涂层;用钛酸异丙酯和钛酸丁酯可分别在973K和1073K获得碳氮氧化钛涂层。所得的涂层表面光洁度高、与基体附着性好、硬度满足实用要求。相比于普通化学气相淀积方法,本法在制备硬质涂层上有两大优点:(1)淀积温度降低,扩大了基体的选用范围;(2)固溶体涂层的获得扩大了涂层的适用范围。     

纳米碳化硅-镍复合电镀的研究

采用复合电镀技术在铜基上制备了高硬度、高耐磨的Ni-SiC纳米镀层。研究了阴极电流密度、镀液pH、温度以及搅拌速度对复合沉积层的显微硬度和共沉积速率的影响,同时优化了各工艺参数,并对Ni-SiC纳米复合镀层进行了表面形貌和能谱分析。实验结果表明,Ni-SiC纳米复合电镀层表面平整光滑,显微组织均匀、致密,其显微硬度也较纯镍镀层有显著提高。     

Ti-Al-N系功能梯度薄膜结合强度的研究

研究了成分梯度对Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ 系功能梯度薄膜结合强度的影响．实验结果表明：Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ 系功能梯度薄膜的结合强度高于均质薄膜,且随着梯度的增加结合强度逐渐增加,这是由于梯度能够缓和应力以及薄膜中残余应力降低的缘故